太古宙地层研究中应注意的几个问题

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地层定年中应该注意的问题
由于太古宙地层普遍已遭受中、深程度的变质
和复杂的构造变形， 不具备完整的地层层序， 有的呈 岩片分布， 又缺乏化石依据， 因此应用同位素方法定 年是确定其时代的重要手段。现有不少同位素定年 手段， 各有其特定的优点和缺点。 合理选择测年方法 和精确测定， 是正确确定地层时代的关键。 比较多地采用()*+ 法。由于 !$世纪%$&’$年代， 地层岩石变质较深，效果一般不好。后来多用全岩 测得的大都是变质年龄。以后较多地采用 ,-).+法， 全岩./)01等时线法测年，这是测定古老变质岩石 时代的一种较好的方法。 但是， 深度变质岩石中的稀 土元素有时也有迁移、 活动， 岩石中的矿物组分往往 也有多期次的改造和转变，因此测定的年龄也会有 年轻化的现象。 目前应用单颗粒锆石定年比较普遍， 并具有不可替代的重要性， 而且方法多样， 例如锆石
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源或幔源与地壳混染的特征，在显微镜下保留有半 自形的花岗结构等等。 有 的 学 者 把 变 质 深 成 岩 统 统 称 为 &&’ 或 灰 色 片麻岩， 这是不严谨的。 的确有一些变质深成岩中出 现 &&’ 岩系， 也有不少并不属于 &&’ 岩系。所以应 该按照火成岩国际命名方案命名［,］ 。灰色片麻岩没 有确切含义， 建议在正式文章中避免使用。 有些细粒长英质片麻岩，原岩是酸性火山岩还 是深成酸性岩体， 具体划分有较大难度。 在实际工作 中， 应该多注意这些岩系的区域分布、 整体岩系的组 合类型、 岩石化学、 地球化学特征、 显微镜下结构构 造特征， 对这些特征进行综合对比研究， 才能得出较 正确的结论。
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多期变形叠加以及与变质作用相 联系的问题
深变质岩区构造十分复杂。除大的区域性褶皱
外， 岩石还可能遭受过多期变形。 多期变形叠加是一 个比较复杂的问题。现有变质岩区已经开展了较多
［#$%］ 的研究并取得了较好的效果 。问题在于， 究竟该
怎样将每一期变形与变质联系起来，两者是否都能 联系？有人将每一次变质作用都与一次变形作用对 应起来， 即有几次变质就有几次变形， 这是理想化的 处理， 在概念上比较混乱， 很容易将研究引入误区。
［#"］ 岩体的特征 ， 有些岩体的 /01 和 !23 值 均 能 显 示 幔
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正确判定某些岩石类型及其属性
在不少条带状地体中，常常见到呈区域性分布
的片麻岩， 其片麻理在较大范围内基本一致， 产状变 化不大。岩性基本上以长英质为主， 其中常有些由铁 镁质矿物 （或组合） 组成的暗色条带， 断续分布。在这 种 地 区 如 何 正 确 区 分 变 质 表 壳 岩 （包 括 变 质 火 山 岩） 、 各种混合岩和变质深成岩体 （包括&&’） 是一个 十分艰巨的问题。此外， 在深变质岩区， 有些基性脉 岩受到构造平行化后， 也很难与基性火山岩相区别。 正确掌握和合理应用这些岩类的基本特征
皱。 由于经受长期的抬升和近地表的剥蚀， 褶皱转折 端常被剥蚀殆尽， 所以野外所见的垂直地层剖面中， 往往呈现地层产状单一、 倾斜较陡的单斜地层假象。
&’世纪(’年代至)’年代初，许多地质工作者大都将
区域片麻理作为单斜地层的层理处理，因此出现太 古宙一个地层单元往往厚达) ’’’*+ ’’’ , 甚至几万 米。 这样就歪曲了实际的构造轮廓， 大大夸大了地层 厚度。近年来经过新一轮 %-( 万区域地质调查， 弄清 了区域片麻理在有的地层中并不代表地层产状， 而 是对原始地层构造置换的结果。上述现象在不少地 区得到了纠正， 有些 “单斜” 地层实际上是同斜紧密 褶皱两翼造成的错觉，这在认识上和实际工作上都 是很大的进步。
结晶作用。 这些作用， 对锆石计时的正确性和有效性
［7!］ 会带来不同程度的影响 。 因此应用锆石定年之前，
一定要先对锆石采用阴极发光仪和 8 或电子探针背 反射图象等测定， 弄清其内部结构特征。 有的锆石具 有岩浆成因的生长环带，有的环带是经历了复杂的 生长历史造成， 可能形成于不同阶段或时代。 有的锆 石核心呈碎屑状， 代表早期的继承性锆石， 中间环带 和外部环带可能形成于不同的变质时期。有的锆石 的不同环带中赋存有不同的变质矿物组合，一般要 进行激光拉曼光谱研究。例如苏鲁—大别地区与榴 辉岩伴生的片麻状花岗岩的部分锆石环带中出现高 压超高压矿物组合，对判别片麻状花岗岩曾经历过 高压超高压变质作用有特殊的意义，对高压超高压 变质作用的形成时代， 也有重要价值。总之， 对锆石 进行详细的成因矿物学和内部结构特征的研究之 后， 再做定年是个重要的步骤， 不能忽视。 太古宙地层和古元古代地层中还有一些规模较 大的碳酸盐岩地层， 用上述方法测年一般难以奏效。 有的地质学家曾尝试用,-).+ 法和3-)3-法测定其年 龄。采用3-)3-法要求碳酸盐岩不能太纯， 不纯碳酸 盐岩样品效果较好。目前应用此法成功率较低。其 原因在于既有碳酸盐岩样品均一化程度的问题， 也 有方法上的问题， 尚有待于改进。 在定年样品的采取方面，不能仅仅限于地层岩 石本身，还要注意同时采取侵入地层中的不同期次 的各种基性至酸性侵入岩体或岩脉，以及与深变质 作用有关的深熔花岗质及 8 或长英质脉体， 或者被变 质地层所不整合覆盖的花岗质脉体。这样获取的不 同地质体年龄数据， 可以用来制约地层的上、 下限。 大量的同位素年代数据取得后，还有一个合理 应用的问题： （7） 要弄清楚每种年龄数据的含义及其 精确度， 注意多种方法所得数据的相互比较， 其中精 确可信的年龄数据是第一位的； （!） 要剖析地层的赋 存地质背景； （9） 同位素年龄数据和地质背景密切结 合， 综合研究， 这样才能得出合理的地层年龄数据或 者其上、 下限范围。 此外， 也有人采用*+)*+ 方法用于地层岩石定年 研究， 不过往往难以成功。 *+)*+ 方法目前较多地应 用于冷却速率和抬升速率的研究，效果较好。利用
收稿日期： 改回日期： &’’%2’62%. ； &’’%2%%2&% 作者简介： 沈其韩， 男， 中国科学院院士， 研究员， 主要从事早前寒武纪地质和变质岩岩石学研究工作。 %6&& 年生，
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这种产状错判问题的正确解决，在学术思路上 要求有岩石—地层—构造一体的新概念。在实际地 层剖面研究中， 当出现巨厚的 “单斜” 地层时， 不能被 表面现象所迷惑，首先要以构造的眼光来判别这些 “单斜” 地层中的片麻理是否代表了层理？ 层理和片麻 理是否有一定交角？ 代表地层的产状是否存在规律的 还是无序的变化？岩层或岩层组合是否有重复现象？ 在垂直剖面上地层产状似为等斜、 但是在平面上是否 有收敛的迹象？ 有否可作为标志层的特定层位？ 等等。 观察地层一定要从三维方向全面考虑， 有条件时最好 测制小范围的大比例尺地质图。这样， 褶皱形态就会 被较好地勾画出来。近年来在区调工作中， 已有不少 地质工作者总结出许多经验可以参考
在学术上必须采用岩石—地层—构造三位一体和多 种地质事件互相制约的新思路# 辅以多种新技术新 方法特别是同位素定年作为依托，才能取得较好的 结果。 在太古宙地层研究中， 注意判别以下$个问题， 是取得较好结果的关键。
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力争弄清 “单斜” 地层中是否存在 复杂的同斜褶皱
太古宙地层除少数特例外，大都经受过强烈褶
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沈其韩： 太古宙地层研究中应注意的几个问题
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一般所指的变质， 应该是区域变质作用。 一次区 域变质作用， 代表一个大的期次， 由初始变质至终期 变质可能经过很漫长的时间，其间可以分出不同的 变质阶段。例如初始变质阶段、 峰期变质阶段、 终期 变质阶段等。 在区域变质作用期间， 可能曾发生多次 变形，早期变形可能与初始或主期变质作用同步或 配套， 有的则与峰期变质相配套。 但是这些变形可能 都发生在一次大的区域变质作用范围内，谈不上多 期变形产生多期变质的问题。 特别需要指出的是， 有 些局部性的变形并未产生区域变质或产生局部的退 化变质，与区域变质作用可能无成因上的联系。因 此， 在具体研究中， 要力争弄清楚变形与变质之间的 关系， 分清主次， 合理配套， 不能想当然地搭配。
和野外、 室内区分标志是解决问题的关键。 在实际操 作中， 有时仍有一定的难度， 需要不断积累经验。 在 !" 世纪 )"$%" 年代， 不少中、 深变质岩区的 #*+ 万和 #*!" 万区调工作，将变质花岗质岩划归混合岩 与混合花岗岩， 大大地扩大了混合岩的范围， 并且将 它们作为地层处理。近年来由于&&’岩系的识别方 法的引进
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， 对变质花岗岩的认识有了提高， 把应
属变质花岗岩的岩石从地层中划分了出来；但是有 的又矫枉过正， 又把 &&’ 和其他变质花岗岩的范围 扩大化， 基本上否认了混合岩的存在， 从一个极端走 向了另一个极端。事实上， 确实还存在一些混合岩， 需要认真加以鉴别。 混合岩与变质深成岩的区别， 一般有以下几点： （#） 宏观上， 变质表壳岩经混合岩化后， 表壳岩、 混合岩、 混合花岗岩有较清楚的渐变过渡关系， 如在 混合岩化表壳岩中最初显示与变质表壳岩片理平行 或斜切的脉体 （花岗质或长英质） ， 逐步过渡到条带 状、 渗透状、 雾迷状等各种形态的混合岩， 最后达到
在早前寒武纪地层分布区进行各种中、小比例 尺地质填图， 如何进行太古宙地层的划分和对比， 是 一项十分关键的基础性工作，它直接影响到区域地 质调查的质量和对区域地质背景的正确认识。 因此， 对此进行深入研究十分重要。 太古宙地层的层序、岩性组合和变质作用等特 征及产出状态与显生宙各纪地层有很大的不同， 因 而研究思路和方法也有较大的差别。 太古宙地层 （表 壳岩 ） 除少数单独分布外， 大 多 数 与 大 量 的 !!" 岩 系和各种变质的花岗质岩石相伴生，经常叠加有不 同类型的混合岩化作用，有的还伴有不同程度的深 熔作用。 原岩已普遍遭受区域变质作用， 变质程度大 都高达角闪岩相至麻粒岩相，有的还遭受退变质作 用， 岩性变化大。由于各种褶皱构造、 多期变形和各 种韧性剪切作用的叠加， 地层中构造也十分复杂。 地 层本身大多数显示成层无序、 透镜状、 条带状残体， 顶、 底界线和层与层之间的关系往往不很清楚。 有的 地层虽然成层有序， 层与层之间往往显示构造接触。 此外， 岩石中完全缺乏化石证据， 地层时代只能依靠 同位素定年加以判定。 凡此种种， 都说明太古宙地层 研究的复杂性， 具有很大的难度。 太古宙地层划分， 难以采用地层叠置律来进行，
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太古宙地层研究中应注意的几个问题
沈其韩
（中国地质科学院地质研究所， 北京 %’’’.) ） 提要： 太古宙地层与显生宙地层相比， 具有很大的复杂性， 研究难度大。 研究太古宙地层， 在学术思路上应以岩石、 地 层、 构造和地质事件综合研究为基础， 配合多种新技术新方法特别是同位素年代学定年为依托。 另外， 要注意解决好 “单 斜 ” 地层中注意研究有无复杂同斜褶皱； 如下 $ 个方面的问题： /%0 在 /&0 正 确 判 定 岩 石 类 型 及 其 属 性 ； /.0 多 次 变 形 叠加如何与区域变质作用相联系的问题； /10 地层定年中应该注意的问题； /(0 特殊岩石单位的定名问题； /$0 正确区分 变质火山 2 沉积地层层序和构造接触问题。 关 键 词： 岩石—地层—构造和地质事件； 单斜地层； 同位素定年； 变形叠加； 岩石类型 文献标识码： 5 文章编号： （&’’& ） %’’’2.$() ’&2’%%.2’1 中图分类号： 3(++4.1
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较均匀的混合花岗岩； （! ） 在混合岩中必须有与之相 关的变质表壳岩的残留体存在，它们之间应显示渐 变过渡的痕迹； （-）在岩石化学和地球化学成分上， 钾、 钠、 硅有逐渐增加的趋势， 其他元素组合特征更 加接近变质表壳岩； （. ） 在显微镜下， 可以见到原变 质表壳岩的部分组成矿物有被交代或重组的迹象； （+ ） 副矿物锆石如果具有碎屑锆石的晶形特征， 也有 助于确定混合岩来自变质表壳岩。 变质深成岩体往往具有区域性片麻理，产状与 变质表壳岩基本上一致， 组成一个巨大的层状体， 与 变质表壳岩之间一般不具有接触变质带，但偶尔也 出现很窄的边缘混合岩带。 只要仔细观察， 有时也隐 约见到不协调的隐蔽侵入接触；岩石的结构构造特 征有一定的差距，岩体中可见有多种变质表壳岩俘 虏体， 它不具残留体特征， 其片理方向往往与片麻理 不一致；有的俘虏体边部有受岩体影响而产生的退 变质反应；岩石化学和地球化学特点往往具有一般